UNIVERSIDADE FEDERAL DO PARÁ
INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM GEOLOGIA E GEOQUÍMICA
________________________________________________________________
DISSERTAÇÃO DE MESTRADO
GEOQUÍMICA REGIONAL MULTIELEMENTAR APLICADA AOS
CAMPOS DA SAÚDE HUMANA E AMBIENTAL NA PORÇÃO
CONTINENTAL DA FOLHA SA.22-X-D – BELÉM
REGIÃO NORDESTE DO PARÁ
VOLUME I
Dissertação apresentada por:
EDUARDO PAIM VIGLIO
BELÉM
2008
AGRADECIMENTOS
Por várias vezes, ao longo de 25 anos de formado, pensei em voltar a estudar. Fato este que só se tornou possível quando, ao ingressar no Serviço Geológico do Brasil – CPRM, fui colocado diante de assunto tão fascinante quanto a Geologia Médica. Ter a oportunidade de colocar em prática conhecimentos de prospecção geoquímica para diminuir a ocorrência de doenças nas pessoas foi o principal fator que motivou esta dissertação, tão pacientemente discutida e corrigida por meu orientador Prof. Dr. Rômulo Simões Angélica e pelos membros da banca que forneceram contribuições valiosas. Tal empreitada não teria sido possível, sem o auxílio de diversos colegas da CPRM, principalmente o Gerente de Recursos Minerais Orlando Araújo e o geólogo Edesio Macambira. Meus sinceros agradecimentos aos técnicos Alderan Souza e José Paulo Melo, e aos estagiários André Souza e Gilvana Soledade, alunos de graduação em geologia da UFPA. Agradeço a CPRM por ter cedido e permitido o uso dos dados por mim obtidos nos Projetos de Pesquisa em Geoquímica Ambiental e Geologia Médica – PGAGEM e Mapeamento Geológico e Potencial Mineral da Região Metropolitana de Belém – Folha Belém.
O presente trabalho diz respeito a dados obtidos durante a prospecção geoquímica multielementar de caráter regional executada para o Projeto Pesquisa em Geoquímica Ambiental e Geologia Médica – PGAGEM, do Serviço Geológico do Brasil – CPRM nos anos de 2004 e 2005, na área da Folha Belém – SA.22-X-D, em escala de 1:250.000. Foi realizada coleta em 74 pontos de drenagem com microbacias com mais de 100 Km2 de área, de amostras de água de superfície e sedimento de corrente, analisadas para 33 e 53 elementos respectivamente. As águas de abastecimento público das 62 sedes municipais da região nordeste do Pará e noroeste do Maranhão também foram amostradas e analisadas. A interpretação foi feita visando compreender o padrão de distribuição dos elementos no ambiente. As amostras de água foram mantidas sob refrigeração e analisadas no Laboratório da CPRM no Rio de Janeiro – LAMIN, por ICP-OES. Parâmetros físico-químicos das águas foram medidos no campo (pH, condutividade, Oxigênio dissolvido, salinidade e temperatura). As amostras de sedimento de corrente foram coletadas de maneira composta, secas à sombra, e as análises foram feitas no Laboratório Acme, por geração de hidretos acoplado a ICP-OES para Arsênio e Selênio; geração de vapor de mercúrio acoplado a espectroscopia de absorção atômica - CVAAS para o Mercúrio e ICP OES para os demais elementos. Aos valores numéricos oriundos de tratamento estatístico dos dados obtidos foram incluídos na interpretação dos mapas geoquímicos também os valores máximos permitidos pela legislação brasileira para água definida pelo CONAMA, pelo Ministério da Saúde ou pela Organização Mundial de Saúde. Os resultados das amostras de sedimento de corrente definiram duas populações com duas áreas fontes distintas, a Formação Barreiras, a sul do Rio Guamá, constituindo sedimentos de corrente argilosos e os sedimentos pós-Barreiras, a norte, submetidos a processo de lixiviação intensa, constituindo sedimentos de corrente arenosos. Tal fato permite a sugestão de duas hipóteses: a existência de uma tectônica relativa entre os dois blocos, visto que para sofrer a lixiviação, o bloco norte precisou ficar mais tempo exposto ao intemperismo; e a espera de teores geogênicos extremamente baixos para os sedimentos da margem direita do rio Guamá, nas proximidades da região metropolitana de Belém. São lançados os conceitos de anomalia geogênica de conotação ampla para definir um padrão natural de distribuição do elemento químico; de anomalia geogênica de conotação restrita, cuja causa tanto pode ser natural
população atingida, que auxilia na avaliação do risco e na priorização de trabalhos de detalhe. Foram detectadas 12 microbacias onde a presença em concentrações anormais geogênicas amplas de Al, B, Cu, Fe e Pb, e geogênicas restritas de Cd, Co, Cr, F e Hg, podem estar expondo seres vivos a situações geradoras de doenças. A aplicação do Teor de Exposição prioriza as sedes municipais de Barcarena / Vila dos Cabanos e Moju, dentro da Folha Belém, que se encontram entre as 10 sedes municipais submetidas a um maior risco de exposição para a região Nordeste do Pará. Não se conseguiu obter correlações diretas e inequívocas entre aumento de casos de morbidade e municípios com concentrações anômalas com os dados existentes no DATASUS – banco de dados do Ministério da Saúde. No entanto, sugere-se a execução imediata de pesquisas médicas nas regiões das microbacias que possuem anomalias geogênicas amplas de Al, Pb, Cu, Fe e B. Estas regiões encontram-se indicadas no Mapa de Orientação Geoquímica para Gestão Territorial e de Saúde Pública e necessitam de estudos de detalhe. Confirma-se que a execução de campanhas de prospecção geoquímica de caráter multielementar e de âmbito regional são ferramentas de muita valia no auxilio a formulação de políticas públicas nas áreas de Gestão Territorial e Saúde Pública, por possibilitar a ação preventiva, evitando que pessoas ocupem áreas com risco elevado de exposição a concentrações nocivas de elementos e adoeçam.
Palavras chave: Geoquímica ambiental, Geologia Médica, Prospecção Geoquímica, Nordeste do Pará.
ABSTRACT
The present work was done together with PGAGEM – National Program of the Medical Geology and Environmental Geochemistry Research of CPRM - Geological Survey of Brazil, on the 1:250.000 that took place in northeast of the Pará State and the northwest of Maranhão State. This study focused on the Belém Sheet SA.22-X-D, on the same scale. With regional approach, 74 drainage basins with around 100km² were sampled for water and stream sediments. These were analyzed for 33 and 53 elements respectively in order to understand the distribution pattern on the environment. Some points of the public water distribution supply systems where also studied. The water samples were maintained by refrigeration and analyzed by ICP-OES in the LAMIN laboratory of CPRM in Rio de Janeiro. Physiochemical parameters such as pH, conductivity, dissolved oxygen, salinity and temperature were measured in situ. The stream sediments samples were collected in various points of the drainage (composed sample), and analyzed at Acme Laboratory using three different analytical methods: hydret generation connected to ICP-OES, for As and Se; mercury vapor generation connected to atomic absorption spectroscopy – CVAAS for Hg and ICP-OES for the others elements. To all the geochemical maps generated for the water samples was added the curve of maximum allowed concentration for the CONAMA/ Brazilian Health Ministry/WHO. It was also possible to define on the opposite margins of the Guamá river two regions with contributions from distinct source areas. On the south portion the primary source area is the Barreiras Formation. On the north portion, the primary source area are sands so called “post Barreiras” from the Pleistocene and submitted to intense lixiviation, with grades always below the background values, where the totality of the original rock elements was removed. The comparison of water and stream sediments results from the same point shows that the migration of the elements from the sedimentary rocks to the water, with pH values varying from 3.6 to 5.5, is a process actually working. More detailed isotopic studies must be done to confirm that despite smaller grades in the right margin, right on the more populated region of Belém city, these grades are anthropogenic, mainly for Pb and Cu. The data of PGAGEM Project for the public water distribution supply systems was reevaluated. Areas of
of water (two liters) times the time of exposure. The Exposition Grade Factor defined the localities of Barcarena, Vila dos Cabanos and Moju (located in Belém Sheet), as 3 among 10 localities submitted to the highest exposure risk in all the PGAGEM area. It introduces the concept of ample and restrict geogenic anomaly. The first refers to the natural distribution pattern of elements on the environment. The second refers to both anthropogenic and natural distribution. Twelve basins where detected with ample geogenic anomalies for Al, B, Cu, Fe and Pb, and restrict geogenic anomalies for Cd, Co, Cr, F and Hg. These results are presented on the Geochemical Orientation for the Territorial Management and Public Health Map. This work generated a Geochemical Atlas of the continental portion of the Belém Sheet 1:250.000 scale with analytical results tables and over one hundred geochemical maps. This work confirms that regional and multi-element geochemical surveys outline the distribution patterns of the chemical elements in Nature, and therefore may predict and explain human health problems due to natural factors. This kind of study turns out to be a very useful tool in preventive implementation of Health and Territorial Management public policies.
Key words: Environmental Geochemical, Medical Geology, Geochemical Survey, Northeast of Pará State.
AGRADECIMENTOS
RESUMO
ABSTRACT
1. INTRODUÇÃO ... 15 2. OBJETIVOS ... 17 3. HISTÓRICO ... 18 4. GEOLOGIA DA ÁREA ... 26 5. MATERIAIS E MÉTODOS ... 295.1 ASPECTOS GEOQUÍMICOS PROSPECTIVOS ... 29
5.1.1 Trabalhos de campo ... 29
5.1.1.1 Amostragem de água de abastecimento público ... 29
5.1.1.2 Amostragem de água de superfície ... 30
5.1.1.3 Amostragem de sedimento de corrente ... 31
5.1.2 Preparação de amostras ... 31
5.1.2.1 Água de abastecimento público e de superfície ... 31
5.1.2.2 Sedimento de corrente ... 31
5.1.3 Análises ... 31
5.2 ASPECTOS BIOMÉDICOS ... 33
5.2.1 Indicadores de saúde ... 33
5.2.2 Indicadores geográficos ... 34
5.2.3 Conceitos de risco toxicológico ... 35
5.3 MÉTODO DE INTERPRETAÇÃO DE RESULTADOS (GEOQUÍMICA E SAÚDE) ... 36
5.3.1 Tratamento estatístico ... 38
5.3.2 Mapas de isoteores ... 38
5.3.3 Geologia Médica ... 40
6.1.1.1 Parâmetros estatísticos ... 47
6.1.1.2 Indicadores físico-químicos ... 48
6.1.1.c Elementos analisados – Cátions ... 48
6.1.1.d Elementos analisados – Ânions ... 53
6.1.2 Geoquímica das águas de superfície ... 54
6.1.2.1 Parâmetros estatísticos ... 54
6.1.2.2 Indicadores físico-químicos ... 56
6.1.2.3 Elementos analisados – Cátions ... 56
6.1.2.4 Elementos analisados – Ânions ... 61
6.1.3 Geoquímica dos sedimentos de corrente ... 62
6.1.3.1 Parâmetros estatísticos ... 62
6.1.3.2 Elementos analisados ... 63
6.2 ASPECTOS BIOMÉDICOS E DE SAÚDE PÚBLICA ... 78
7. DISCUSSÃO DOS RESULTADOS ... 81
7.1 ORIGEM E SIGNIFICADO DAS ANOMALIAS DE ÁGUA DE ABASTECIMENTO ... 81
7.2 ORIGEM E SIGNIFICADO DAS ANOMALIAS DE ÁGUA DE SUPERFÍCIE ... 84
7.3 ORIGEM E SIGNIFICADO DAS ANOMALIAS DE SEDIMENTO DE CORRENTE ... 86
7.4 INTER-RELAÇÃO DAS ANOMALIAS DE ÁGUA DE SUPERFÍCIE E SEDIMENTO DE CORRENTE PARA UM MESMO ELEMENTO ... 89
7.5 ÁREAS COM TEORES ACIMA DOS LIMITES MÁXIMOS PERMITIDOS PELA LEGISLAÇÃO ... 95
7.6 TEOR DE EXPOSIÇÃO DOS PRINCIPAIS ELEMENTOS ANÔMALOS ... 102
7.7 ORIENTAÇÃO GEOQUÍMICA PARA GESTÃO TERRITORIAL E DE SAÚDE PÚBLICA ... 103
8. CONCLUSÕES ... 105
TABELAS Tabela 1: Resumo das principais recomendações para a preparação de uma base de
dados geoquímicos globais ... 21
Tabela 2: Efeitos potenciais sobre a saúde humana de produtos químicos existentes no meio ambiente e elementos associados ... 22
Tabela 3: Relações entre presença/ausência de elementos no ambiente e doenças ... 24
Tabela 4: Análises em amostras de sedimentos de corrente ... 32
Tabela 5: Análises em amostras de água – Cátions ... 33
Tabela 6: Análises em amostras de água – Ânions ... 33
Tabela 7: Parâmetros estatísticos das águas de sistema de abastecimento público ... 47
Tabela 8: Parâmetros estatísticos das águas de superfície ... 55
Tabela 9: Parâmetros estatísticos das amostras de sedimentos de corrente ... 63
Tabela 10: Caracterização dos municípios do nordeste do Pará com presença nociva de elementos químicos em sua rede de abastecimento público ... 79
Tabela 11: Caracterização dos municípios do nordeste do Pará com população, percentual de domicílios abastecidos pela rede de água, pH, profundidade do poço ou sistema de poços amostrados, ano da perfuração, vazão atual, executor, responsável atual pelo abastecimento e número de poços reunidos no sistema amostrado ... 80
Tabela 12: Estimativa preliminar da quantidade e do tempo de exposição da população aos elementos nocivos disponíveis em água do sistema de abastecimento público ... 81
Tabela 13: Comparação de resultados de sedimento de corrente e água de superfície para um mesmo ponto ... 89
Tabela 14: Priorização da execução de trabalhos de detalhe em função do nível de exposição da população ... 102
Figura 1: Mapa de localização ... 17
Figura 2: Níveis de Pb em Lavrio, Grécia ... 18
Figura 3: Rotas de Exposição ao Pb ... 20
Figura 4: Contaminação de Pb em New Orleans ... 20
Figura 5: Áreas de baixo selênio na China e doenças correlatas ... 23
Figura 6: Mapa Geológico Integrado ... 28
Figura 7: Elementos analisados por tipo de material amostrado ... 32
Figura 8: Mapa de localização dos pontos de drenagem amostrados ... 37
Figura 9: Mapa Geoquímico de Distribuição do Alumínio ... 91
Figura 10: Mapa Geoquímico de Distribuição do Ferro ... 92
Figura 11: Mapa Geoquímico de Distribuição do Chumbo ... 93
Figura 12: Mapa Geoquímico de Distribuição do Zinco ... 94
Figura 13: Mapa Geoquímico de Interpretação do Alumínio ... 97
Figura 14: Mapa Geoquímico de Interpretação do Chumbo ... 98
Figura 15: Mapa Geoquímico de Interpretação do Cobre ... 99
Figura 16: Mapa Geoquímico de Interpretação do Ferro ... 100
Figura 17: Mapa Geoquímico de Interpretação do Boro ... 101
ANEXO A: MAPAS GEOQUÍMICOS 01
ÁGUA DE SISTEMA DE ABASTECIMENTO PÚBLICO ... 01
Indicadores Fisico-químicos ... 01
Mapa 1: Mapa do pH ... 02
Cátions ... 03
Mapa 2: Mapa Geoquímico do Alumínio – Al ... 04
Mapa 3: Mapa Geoquímico do Bário – Ba ... 05
Mapa 4: Mapa Geoquímico do Boro – B ... 06
Mapa 5: Mapa Geoquímico do Cádmio – Cd ... 07
Mapa 6: Mapa Geoquímico do Cálcio – Ca ... 08
Mapa 7: Mapa Geoquímico do Chumbo – Pb ... 09
Mapa 8: Mapa Geoquímico do Cobalto – Co ... 10
Mapa 9: Mapa Geoquímico do Cobre – Cu ... 11
Mapa 10: Mapa Geoquímico do Cromo – Cr ... 12
Mapa 11: Mapa Geoquímico do Estrôncio – Sr ... 13
Mapa 12: Mapa Geoquímico do Ferro – Fe ... 14
Mapa 13: Mapa Geoquímico do Lítio – Li ... 15
Mapa 14: Mapa Geoquímico do Magnésio – Mg ... 16
Mapa 15: Mapa Geoquímico do Manganês – Mn ... 17
Mapa 16: Mapa Geoquímico do Níquel – Ni ... 18
Mapa 17: Mapa Geoquímico do Potássio – K ... 19
Mapa 18: Mapa Geoquímico do Sódio – Na ... 20
Mapa 19: Mapa Geoquímico do Titânio – Ti ... 21
Mapa 20: Mapa Geoquímico do Zinco – Zn ... 22
Ânions ... 23
Mapa 21: Mapa Geoquímico do Brometo – Br ... 24
Mapa 22: Mapa Geoquímico do Cloreto – Cl ... 25
ÁGUAS DE SUPERFÍCIE ... 29
Indicadores Fisico-químicos ... 29
Mapa 26: Mapa da Condutividade ... 30
Mapa 27: Mapa do Oxigênio Dissolvido ... 31
Mapa 28: Mapa do pH ... 32
Cátions ... 33
Mapa 29: Mapa Geoquímico do Alumínio ... 34
Mapa 30: Mapa Geoquímico do Boro ... 35
Mapa 31: Mapa Geoquímico do Bário ... 36
Mapa 32: Mapa Geoquímico do Cálcio ... 37
Mapa 33: Mapa Geoquímico do Cádmio ... 38
Mapa 34: Mapa Geoquímico do Cobalto ... 39
Mapa 35: Mapa Geoquímico do Cromo ... 40
Mapa 36: Mapa Geoquímico do Cobre ... 41
Mapa 37: Mapa Geoquímico do Ferro ... 42
Mapa 38: Mapa Geoquímico do Potássio ... 43
Mapa 39: Mapa Geoquímico do Magnésio ... 44
Mapa 40: Mapa Geoquímico do Manganês ... 45
Mapa 41: Mapa Geoquímico do Sódio ... 46
Mapa 42: Mapa Geoquímico do Chumbo ... 47
Mapa 43: Mapa Geoquímico do Estrôncio ... 48
Mapa 44: Mapa Geoquímico do Zinco ... 49
Ânions ... 50
Mapa 45: Mapa Geoquímico do Brometo ... 51
Mapa 46: Mapa Geoquímico do Cloreto ... 52
Mapa 47: Mapa Geoquímico do Flúor ... 53
Mapa 49: Mapa Geoquímico da Ag – Prata ... 56
Mapa 50: Mapa Geoquímico do Al – Alumínio ... 57
Mapa 51: Mapa Geoquímico do As – Arsênio ... 58
Mapa 52: Mapa Geoquímico do Au – Ouro ... 59
Mapa 53: Mapa Geoquímico do B – Boro ... 60
Mapa 54: Mapa Geoquímico do Ba – Bário ... 61
Mapa 55: Mapa Geoquímico do Be – Berílio ... 62
Mapa 56: Mapa Geoquímico do Bi – Bismuto ... 63
Mapa 57: Mapa Geoquímico do Ca – Cálcio ... 64
Mapa 58: Mapa Geoquímico do Cd – Cádmio ... 65
Mapa 59: Mapa Geoquímico do Ce – Cério ... 66
Mapa 60: Mapa Geoquímico do Co – Cobalto ... 67
Mapa 61: Mapa Geoquímico do Cr – Cromo ... 68
Mapa 62: Mapa Geoquímico do Cs – Césio ... 69
Mapa 63: Mapa Geoquímico do Cu – Cobre ... 70
Mapa 64: Mapa Geoquímico do Fe – Ferro ... 71
Mapa 65: Mapa Geoquímico do Ga – Gálio ... 72
Mapa 66: Mapa Geoquímico do Hf – Háfnio ... 73
Mapa 67: Mapa Geoquímico do Hg – Mercúrio ... 74
Mapa 68: Mapa Geoquímico do In – Índio ... 75
Mapa 69: Mapa Geoquímico do K – Potássio ... 76
Mapa 70: Mapa Geoquímico do La – Lantânio ... 77
Mapa 71: Mapa Geoquímico do Li – Lítio ... 78
Mapa 72: Mapa Geoquímico do Mg – Magnésio ... 79
Mapa 73: Mapa Geoquímico do Mn – Manganês ... 80
Mapa 74: Mapa Geoquímico do Mo – Molibdênio ... 81
Mapa 75: Mapa Geoquímico do Na – Sódio ... 82
Mapa 79: Mapa Geoquímico do Pb – Chumbo ... 86
Mapa 80: Mapa Geoquímico do Rb – Rubídio ... 87
Mapa 81: Mapa Geoquímico do S – Enxofre ... 88
Mapa 82: Mapa Geoquímico do Sb – Antimônio ... 89
Mapa 83: Mapa Geoquímico do Sc – Escândio ... 90
Mapa 84: Mapa Geoquímico do Se – Selênio ... 91
Mapa 85: Mapa Geoquímico do Sn – Estanho ... 92
Mapa 86: Mapa Geoquímico do Sr – Estrôncio ... 93
Mapa 87: Mapa Geoquímico do Th – Tório ... 94
Mapa 88: Mapa Geoquímico do Ti – Titânio ... 95
Mapa 89: Mapa Geoquímico do U – Urânio ... 96
Mapa 90: Mapa Geoquímico do V – Vanádio ... 97
Mapa 91: Mapa Geoquímico do Y – Ítrio ... 98
Mapa 92: Mapa Geoquímico do Zn – Zinco ... 99
Mapa 93: Mapa Geoquímico do Zr – Zircônio ... 100
Anexo B: Água de Abastecimento – Localização e Caracterização dos Poços ... 101
Anexo C: Água de Superfície – Localização e Parâmetros Fisico-químicos ... 102
Anexo D: Sedimento de Corrente – Localização e Características Físicas... 103
Anexo E: Água de Abastecimento – Resultados Analíticos ... 105
Anexo F:. Água de Superfície – Resultados Analíticos ... 108
Anexo G: Sedimento de Corrente – Resultados Analíticos ... 112
Anexo H: Água de Superfície – Parâmetros Estatísticos ... 118
Anexo I: Sedimento de Corrente – Parâmetros Estatísticos ... 121
1 INTRODUÇÃO
O conhecimento da relação entre as ocorrências de elementos e compostos químicos na natureza e o desenvolvimento de formas de doença e problemas de saúde nos seres vivos e no meio ambiente é antigo. Existem vários relatos de casos, estudados principalmente no âmbito das doenças ocupacionais e contaminações devidas à poluição ambiental ou ao uso de produtos manufaturados que remontam ao antigo Egito e ao Império Romano. A utilização de utensílios feitos de Chumbo pode ter envenenado grande parte da população romana antiga. O Chumbo, aliás, é atualmente um grande problema ambiental por sua ampla utilização na metalurgia, na gasolina e como pigmento de tintas até o início do século XX, existindo até hoje vários locais, principalmente nos grandes centros urbanos, muito contaminados.
Quando o fator antrópico é preponderante com relação à distribuição dos elementos nos solos e nas águas, a relação entre compostos venenosos e suas respectivas conseqüências na saúde ou no ambiente é mais facilmente vislumbrada por profissionais das áreas médicas e das disciplinas ligadas ao monitoramento da poluição do meio ambiente. No entanto, quando a contaminação é devida a fatores naturais, as relações são menos visíveis porque, além de ocorrer ao longo de vários anos, pode apresentar teores extremamente baixos que, à primeira vista, não são considerados perigosos ou “venenosos”. Neste caso, o papel do geocientista e da geoquímica é de fundamental importância.
Uma das principais diferenças entre as contaminações de origem antrópica e natural é que as primeiras, com algumas exceções, costumam ser localizadas – sabe-se onde está a fonte - sendo necessário apenas a determinação dos graus e dimensões da contaminação. Já as de origem natural, quando descobertas, podem alcançar dimensões catastróficas e atingir milhões de pessoas. Fatores antrópicos e naturais podem ocorrer ao mesmo tempo originando um padrão de distribuição dos elementos extremamente complexo porque o fator antrópico já ocorreu há tanto tempo, que passou a fazer parte dos processos naturais intempéricos e de formação dos solos.
Apesar da diferença etimológica, as fontes de contaminação de origem natural e antrópica serão denominadas neste trabalho de geogênicas e antropogênicas, respectivamente, significando feição ou anomalia produzida ou gerada por fatores geológicos ou pela atividade humana.
A grande maioria dos casos de contaminações ambientais que causam doenças, estudados até o momento, segue a seguinte ordem:
1) ocorrência de casos de doença ligada à intoxicação por elementos ou compostos químicos, podendo ser:
a) um grande número de casos;
b) uma variação rara de doença conhecida; c) ou algum tipo de doença desconhecida.
2) as investigações médicas não chegam a uma conclusão sobre a origem da doença, pois não são encontradas causas biológicas claras e inequívocas.
3) são efetuadas investigações ambientais do meio físico, entre elas a amostragem geoquímica de rejeitos, solos, águas de superfície ou águas de subsolo, que acabam por mostrar algum tipo de correlação.
4) medidas de controle, preventivas ou corretivas são adotadas.
Obter correlações exatas entre a presença de determinado elemento químico em um determinado teor no ambiente e a ocorrência de determinado tipo de doença não é uma tarefa fácil. Existe a necessidade de trabalho inter e multidisciplinar envolvendo diversos setores das Ciências Biomédicas (medicina, biologia, farmacologia, toxicologia e epidemiologia), Sociais (sociologia e psicologia), Tecnológicas (química, engenharias sanitária, química e ambiental) e das Geociências (geologia, hidrogeologia, geografia e agronomia), cada qual com suas respectivas qualidades e deficiências. Por exemplo, os setores das geociências não estão acostumados a lidar com fatores éticos relacionados à pacientes nem com noções de “dose” que se confunde com o que chamamos de teor. Já os setores biomédicos, exceto a epidemiologia na busca e controle de epidemias, não costumam prestar atenção à espacialização dos fatos coletados nos questionários de exames ou pesquisas. Além disso, cada setor utiliza um tipo de unidade diferente, fazendo com que seja difícil efetuar comparações.
As técnicas de prospecção geoquímica, desenvolvidas desde há muito tempo visando a descoberta de jazidas podem e devem ser modificadas e aplicadas para tentar reverter a ordem acima. Seria muito mais interessante poder indicar áreas nocivas à saúde antes que elas sejam ocupadas, desenvolvidas e, principalmente, antes que pessoas adoeçam. Pois o reconhecimento dos padrões de distribuição dos elementos ou compostos químicos que podem ser nocivos à saúde humana ou ambiental no meio físico (solos, águas superficiais e subterrâneas), independe da ocorrência prévia de doenças ou de atividades poluidoras (VIGLIO; ANGÉLICA, 2007).
2 OBJETIVOS
Visa o presente trabalho demonstrar que a execução de levantamentos geoquímicos ambientais, de caráter regional e multielementar, ao delinear os padrões de distribuição dos elementos químicos presentes na natureza, podem prever, antecipar ou simplesmente explicar problemas de saúde humana devido a fatores naturais, tornando-se ferramenta de grande utilidade para a implementação de políticas públicas preventivas na área da Saúde e Gestão Territorial. Os dados que serviram de base para a presente dissertação foram obtidos através do Programa Nacional de Pesquisa em Geoquímica Ambiental e Geologia Médica - PGAGEM da CPRM, do Sistema de Informações de Saúde – DATASUS, do Ministério da Saúde e da Secretaria Estadual de Saúde do Estado do Pará – SESPA, no âmbito da porção continental da Folha Belém, SA.22-X-D em escala de 1:250.000. (Fig 1)
3 HISTÓRICO
Uma das situações mais antigas que se pode citar é o caso de intoxicação do meio ambiente e de trabalhadores das minas de Phaino, Jordânia, principal fornecedora de metais para o Império Romano e o Egito, onde “as atividades de mineração e fundição iniciaram-se por volta de 7.000 anos atrás e cessaram efetivamente há 1500 anos atrás” (GRATTAN et al., 2003). Estes trabalhadores tiveram seus esqueletos analisados, sendo encontradas concentrações excessivas de Cu e Pb. Este é um caso com características geogênicas, no caso as anomalias naturais de Pb e Cu, que foram ampliadas por fatores antropogênicos oriundos da lavra destes bens minerais.
Às vezes, como no caso de Phaino citado anteriormente e de Lavrio, outra antiga área de mineração de Chumbo na Grécia, o fator antrópico se deu há tanto tempo que passou a fazer parte dos processos naturais intempéricos e de formação dos solos, sendo necessária a utilização de técnicas de prospecção para a identificação das zonas de maior concentração, devido a nova distribuição dos elementos (Fig. 2).
Figura 2 – Níveis de Pb em Lavrio, Grécia.
Fatores geogênicos desvinculados de áreas de mineração podem ser vistos na Turquia, onde: “uma das mais bem descritas ocorrências de doenças devidas a minerais fibrosos está na Turquia, onde a caiação de paredes de casas com tremolita foi comum em muitas cidades” e “Adicionalmente, a exposição à zeolita fibrosa chamada erionita também tem sido registrada. Este mineral foi formado durante atividade vulcânica e ocorre localmente em camadas horizontais próximas a Karain, a mais conhecida cidade exposta. A erionita pode ser encontrada nas estradas, campos e pedras de construções. Além das alterações pleurais, estas cidades também têm uma incidência extremamente elevada de mesotelioma maligno. De fato, esta terrível doença é a principal causa de morte daquela região (BARIS1, 1981 apud GUNNAR
HILLERDAL, 2003)”.
Pelo seu amplo uso na sociedade moderna, o Chumbo, é atualmente um grande problema ambiental. Durante muito tempo o Chumbo foi usado como anti-detonante da gasolina e como pigmento de tintas, causando uma concentração anômala na maioria das grandes cidades, como em parte da região metropolitana de New Orleans (MIELKE, 2003). Neste trabalho, Mielke demostra a existência de uma correlação direta entre a concentração de Chumbo no solo dos jardins das escolas primárias e o desempenho escolar dos alunos. Nas áreas de maior concentração, o desempenho escolar é menor, independentemente da classe social do aluno ou do bairro onde se localiza a escola ser mais rico ou pobre.
1BARIS, YI et al. Malignant mesothelioma and radiological chest abnormalities in two villages in central Turkey.
Figura 3: Rotas de exposição ao Pb
Fonte: Modificado de Cunha (2003)
Figura 4: Contaminação de Pb em New Orleans
Como exemplo brasileiro, a lavra de minério de Chumbo no município baiano de Boquira, associada ao seu beneficiamento efetuado no município de Santo Amaro da Purificação, causou extensa contaminação ambiental pela disposição das barragens de rejeito da lavra, de restos da escória do beneficiamento e pela utilização destes resíduos como aterro, causando intoxicação de Pb, Cd, Zn e Cu, principalmente em crianças (ANJOS; SÁNCHEZ, 2003).
Como se pode ver, são inúmeras as situações em que concentrações anômalas e nocivas à saúde ocorrem no meio físico, seja por causas geogênicas, antropogênicas ou a junção de ambas, com diversos elementos e em diferentes locais do planeta. A utilização de técnicas de prospecção geoquímica, já desenvolvidas visando à descoberta de jazidas, pode ser aplicada com fins relacionados à saúde pública e gestão territorial para a delimitação destes focos.
Os serviços geológicos de vários países, com apoio de organizações como o IUGS e a UNESCO (PLANT et al., 2003) vêm atuando nesta área e definindo as bases do Programa de Geoquímica Global, com a feitura de mapas com o conteúdo total atual de metais e outros elementos no ambiente, a partir de análises padrão de água de subsolo e sedimentos de corrente.
Tabela 1: Resumo das principais recomendações para a preparação de uma base de dados geoquímicos globais
Fonte:(DARNLEY2 et al., 1995 apud PLANT et al., 2003)
2DARNLEY, A. G. et al. A Global Geochemical Database for Environmental and Resource Management.
Recommendations for International Geochemical Mapping. Earth Science Report 19. UNESCO. 1995. RECOMENDAÇÕES PARA A PREPARAÇÃO DE UMA BASE DE DADOS
GEOQUÍMICOS GLOBAIS
1. Amostras representativas e normalmente disponíveis, coletadas de maneira padronizada.
2. Continuidade de dados cruzando diferentes tipos de terreno.
3. Quantidades adequadas de cada amostra designada para futuras referências e necessidades de pesquisas.
4. Dados analíticos para todos os elementos de significado econômico ou ambiental.
5. Limite de detecção o mais baixo possível para cada elemento. 6. Determinação da quantidade total de cada elemento presente. 7. Rígido controle de qualidade em todas as etapas do processo.
As variações das concentrações encontradas refletirão fontes diversas, como solos, rochas e efeitos da agricultura e indústria. As quantidades presentes podem ser comparadas àquelas especificadas para padrões mundiais de saúde definidos pela Organização Mundial de Saúde (OMS).
A integração de técnicas geológicas e experiência de prospecção, especialmente na obtenção de informações básicas para áreas cobertas por denúncias e reclamações ou para áreas ainda em desenvolvimento, pode ser providencial de forma a prevenir efeitos potencialmente nocivos à saúde. Algumas correlações já conhecidas dos efeitos potenciais que têm alguns produtos químicos existentes no meio ambiente sobre a saúde humana, podem ser vistas na Tabela 2.
Tabela 2: Efeitos Potenciais sobre a saúde humana de produtos químicos existentes no meio ambiente e elementos associados
Efeito na Saúde Grupo Sensível Exemplos de Substâncias Químicas Associadas
Câncer Todos Minerais asbestiformes Hidrocarbonetos Policílicos Aromáticos (PAHs) Benzeno Alguns metais Alguns Pesticidas Alguns solventes Toxinas naturais Distúrbios Cardiovasculares
Idosos especialmente Monóxido de Carbono Arsênio Chumbo Cádmio Cobalto Cálcio / Magnésio Distúrbios Respiratórios Crianças Asmáticos especialmente Partículas inaláveis Dióxido sulfúrico Dióxido de Nitrogênio Ozônio Hidrocarbonetos Alguns solventes Terpenos Alergias e hipersensibilidades Todos Crianças Partículas Ozônio Níquel Cromo Reprodução Adultos em idade
reprodutiva Bifenóis policlorados (PCBs) DDT Phthalatos Outros disruptores endócrinos
Desenvolvimento Fetos e crianças Chumbo Mercúrio Outros disruptores endócrinos Desordens do Sistema Nervoso Fetos e crianças PCBs Metil mercúrio Chumbo Organofosfatos Pesticidas Alumínio Solventes orgânicos Manganês
Fonte: Traduzido e modificado de EEA3 (1997 apud PLANT et al., 2003)
3European Environment Agency – EEA Chemicals in the European environment: LowDoses, High Stakes? The
European Environment Agency and United Nations Environment Programme Annual Message 2 on the State of Europe’s Environment UNEP/PROE/97/16. 1997.
Alguns países como a China vêm efetuando pesquisas nesta área há mais de 50 anos, tendo constatado que “A distribuição das doenças endêmicas na China tem características geográficas óbvias (doença de Kashin-Beck, doença de Keshan, bócio, fluorose e carcinoma hepático). As variáveis ambientais estudadas são: clima, geologia, relevo, solo, alimentação e água potável, sendo esta o principal fator porque, são prejudiciais à saúde humana, a deficiência ou excesso de alguns minerais ou elementos, a presença de componentes orgânicos ou de poluição.” (NIAN-FENG, 2004). Alguns exemplos de relações entre elementos e doenças obtidas na China são mostradas na Tabela 3. A Figura 5 mostra a relação das áreas com baixos teores de selênio e as doenças de Keshan e Kashin-Beck.
Figura 5: Áreas de baixo selênio na China e doenças correlatas
Tabela 3: Relações entre presença / ausência de elementos no ambiente e doenças
Presença em altos teores Ausência ou Presença em Baixos teores Alto flúor: fluorose dental e esqueletal Baixo flúor: cárie dental
Alto arsênio: arsenismo e neoplasia cutânea
maligna Baixo iôdo: bócio
Alto selênio: toxicose de selênio Baixo selênio: doenças de Kaschin-Beck e Keshan
Alto tálio: toxicose de tálio Alto cádmio: toxicose de cádmio Alto nitrito: carcinoma hepático
Alto ácido húmico: doença de Kaschin-Beck
O conhecimento do ciclo de cada elemento ou composto e seu comportamento biogeoquímico são necessários para o estabelecimento de sua biodisponibilidade. A simples presença de um mineral notadamente nocivo na rocha dificilmente revelará uma correlação com o problema de saúde (LIN, 2004). É preciso que o intemperismo libere o elemento da estrutura mineral que o acolhe, de forma que ele passe a fazer parte dos processos de formação de solo e da água subterrânea, chegando enfim à cadeia alimentar ou pela absorção vegetal, animal ou pela ingestão direta da água.
A disciplina Geologia Médica, surgindo como um ramo da Medicina ambiental e da Geologia tenta unir estes esforços. Selinus e Frank (2000) definem Geologia Médica como “a disciplina que estuda a influência de fatores geológicos ambientais sobre a saúde humana e dos animais.”
Já foram realizados no Brasil alguns workshops sobre este novo ramo de ciência que se inicia em todo o mundo. Pesquisadores de várias instituições, principalmente da CPRM e da UNICAMP criaram, em 2002, o PGAGEM (Programa Nacional de Pesquisa em Geoquímica Ambiental e Geologia Médica) com atuação multi-institucional, interdisciplinar e com resultados multiusos. De seus principais objetivos ressalta-se a execução de projetos de levantamento de geoquímica ambiental, em parceria com as demais instituições que constituem o PGAGEM com a finalidade de fornecer subsídios à saúde pública em todo território brasileiro, através da amostragem de água, solo e sedimentos de fundo de rios e lagos, analisados para identificação de elementos e compostos essenciais e/ou prejudiciais à ingestão humana e/ou animal, quais sejam:
- SiO2, Al2O3, Fe2O3, Na2O, K2O, CaO, MgO, MnO, P2O5, TiO2, Nb, Rb, Sr, Y e Zr, Au,
Ag, Ba, Be, Cd, Cr, Cu, Li, Mo, Ni, Sc, Sr, Zn, Zr, Y, Co, Pb, Sb, V, Bi, Sn, W, La, Al, Ca, Fe, K, Mg, Mn, Na, P e Ti.
Caso estes elementos e compostos sejam detectados em quantidades nocivas em qualquer meio amostral, seus efeitos na população local serão avaliados por intermédio de diagnóstico clínico e de análises de laboratório (sangue, urina e cabelo).
Este programa está em andamento desde 2003, sendo iniciado pela região nordeste do estado do Pará e seus dados analíticos foram utilizados para a execução dos mapas e interpretação geoquímica nos moldes do proposto para o Programa Geoquímica Global (Tabela 1).
Para definir quais seriam essas quantidades nocivas, a partir da década de 80, diversos organismos elaboraram tabelas que exibem os teores máximos aceitáveis para diversos elementos existentes em diversos meios, como solo, água de superfície, água de subsolo, água de abastecimento etc. As principais fontes de consulta são as regulamentações da Agência Ambiental Americana (EPA) e da Organização Mundial de Saúde (OMS).
Aqui no Brasil, as regulamentações mais recentes são: a Portaria n° 518, de 25 de março de 2004, do Ministério da Saúde e a Resolução Conama n° 357, de 17 de março de 2005, que substituiu a Resolução Conama 20 que vinha sendo utilizada até então. Os valores máximos permitidos para cada elemento deverão ser necessariamente incluídos nas análises estatísticas com os teores totais obtidos nas amostragens. Estes valores máximos permitidos, na maioria dos casos, são os mesmos em ambas as regulamentações. Às vezes, existem apenas em uma, não sendo mencionados na outra. Quando o elemento não possui valor regulamentado, foi usado o aconselhado pela Organização Mundial de Saúde (OMS).
Está disponibilizado na Internet o sistema informatizado DATASUS – Departamento de Informática do Sistema Único de Saúde, do Ministério da Saúde, um banco de dados com informações detalhadas sobre procedimentos efetuados no sistema SUS, como cirurgias, atendimentos, índices de morbidade, tipos de enfermidade (CID 10), dias de internação etc. Todos estes dados podem ser combinados para geração de tabelas com um programa denominado TabWin e diversas interpretações podem então ser efetuadas, por município, por estado, por região, por local de atendimento e, o mais importante, por local de residência do paciente – apenas o município. Para o estado do Pará, existem informações disponíveis a partir de 1998.
4 GEOLOGIA DA ÁREA
A porção continental da Folha Belém – SA.22-X-D possui um conhecimento geológico bastante incipiente, por se encontrar quase totalmente sobre rochas e sedimentos recentes, que suscitaram ao longo do tempo pouco interesse econômico. Conforme Macambira e Viglio (inédito) o contexto geológico da área de trabalho ainda não está perfeitamente definido.
Nos últimos anos, duas propostas foram apresentas para a divisão da região nordeste do Pará. Os estudos de Rosseti e Góes (2004) enfatizaram o aspecto sedimentológico e apresentaram as seguintes unidades geotectônicas: Cráton São Luís, Faixa Gurupi, Alto Gurupi, Bacia de São Luís, Bacia Bragança-Vizeu, Graben Vigia-Castanhal, Plataforma do Pará e Plataforma Bragantina.
O mapeamento da CPRM / Projeto GIS do Brasil (FARACO et al., 2004), baseado em compilação, integração e reinterpretação dos dados, enfatiza a divisão tectônica, a cartografia litológica, o empilhamento estratigráfico, e a caracterização petrográfica, simplificando o contexto geológico em quatro domínios: Sedimentar, Granitóide, Cinturão Gurupi e Cráton São Luís. O Mapa Geológico do Estado do Pará (CPRM - inédito) irá apresentar a compilação mais abrangente e recente dos conhecimentos geológicos existentes na área.
O Domínio Sedimentar abrange a maior porção da região nordeste do Pará e está constituído pela Formação Guamá, de idade cambro-ordoviciana, formada por arenitos, grauvacas e conglomerados; pela Formação Itapecuru (Cretáceo Superior) constituída por arenitos, siltitos e folhelhos; pelo Grupo Barreiras, de idade terciária, representado por arenitos, conglomerados, siltitos e argilitos e por Aluviões Quaternários (areias, argilas e níveis de cascalho e matéria orgânica). O Domínio Granitóide ocorre na porção central da região e está constituído por vários corpos de idade proterozóica, designados de Suíte Intrusiva Ney Peixoto (sienogranitos e monzogranitos), Suíte Intrusiva Boca Nova (nefelina sienito) e os corpos graníticos Ourém, Jonasa, Japiim e Tracuateua. O Cinturão Gurupi, de idade neoproterozóica, está constituído por gnaisses, filitos, xistos, quartzitos, metaultramafitos e metadacitos. Também de idade paleoproterozóica, o Cráton São Luís está representado pelo Grupo Aurizona (seqüência metavulcano-sedimentar), pela Suíte Intrusiva Tromaí (granitóides) e pelo Granito Areal.
O mapeamento preliminar, que foi efetuado por equipe chefiada pelo autor, durante o ano de 2006, na Folha Belém 1:100.000, quase todo ele a norte do rio Guamá, tem evidenciado que a stone line remanescente do processo de pediplanização que a região sofreu, capeia sempre
litologias da Formação Barreiras, representadas por arenitos ferruginosos, arenitos com estratificação cruzada, arenitos conglomeráticos, arcóseos com distribuição granulométrica irregular sugerindo processos de formação relacionados a movimentos de massa e argilitos. Em pontos localizados, os arenitos apresentam icnofósseis, caracterizando uma zona com sedimentação transicional entre os ambientes marinho e continental, podendo evidenciar linhas de paleocosta. Esta stone line possui posicionamento estratigráfico nítido, funcionando como um bom indicador de separação entre as rochas da Formação Barreiras e os sedimentos pós-Barreiras posicionados no topo. Os sedimentos pós-Barreiras mapeados até o momento são formados por material desestruturado, arenoso a areno-argiloso, com espessura verificada de até 10 metros, e coloração marrom amarelada pálida. Localmente a intensidade do processo de lixiviação ácida foi tão grande que propiciou a formação de extensos areais com extrema pureza em sílica e coloração branca (Areais de Santo Antônio de Tauá). Na direção do rio Guamá, antes do terraço paleoaluvionar argiloso, ocorrem outros areais (Areal do Senna), também submetidos a processos de lixiviação ácida não tão intensos, sobre arenitos da Formação Barreiras, caracterizados por coloração acinzentada e presença de níveis conglomeráticos e linhas de seixos exclusivamente de quartzo. O mesmo processo se verifica na margem sul do rio Guamá, no areal conhecido como do Km 25 da Alça Viária.
O mapa geológico apresentado é uma compilação destas três interpretações e trabalhos em andamento efetuada pelo autor.
5 MATERIAIS E MÉTODOS
A metodologia de execução está dividida em três diferentes áreas, afins com os aspectos geoquímicos prospectivos, os aspectos biomédicos e a interpretação de resultados e sua correlação.
5.1 ASPECTOS GEOQUÍMICOS PROSPECTIVOS
A execução deste trabalho se deu de forma a aproveitar ao máximo a metodologia já definida para o PGAGEM e as etapas já planejadas e executadas pela equipe da Superintendência de Belém da CPRM (PGAGEM-Belém), da qual o autor fez parte, em seu chamado Bloco I, que abrange as regiões nordeste do Pará e noroeste do Maranhão. Foram amostrados os sistemas de abastecimento público de água das 62 sedes municipais e três amostras de solo das principais plantações por município de todo o Bloco I. As águas superficiais de drenagem e sedimentos de corrente foram amostrados no âmbito da Folha Belém SA.22-X-D em uma densidade média de uma amostra por bacia com área mínima de 100 Km². São amostragens de baixa densidade porque cada amostra representa uma grande bacia, recobrindo todos os municípios brasileiros e tendo como idéia inicial a caracterização da distribuição dos elementos no ambiente e a detecção de focos anômalos que deverão ser detalhados posteriormente.
A metodologia de coleta, tratamento e análise das amostras de água e de sedimento de corrente seguiu os padrões definidos para o PGAGEM e para os trabalhos usualmente executados pelo Serviço Geológico do Brasil, e são descritas a seguir.
5.1.1 Trabalhos de campo
5.1.1.1 Amostragem de água de abastecimento público
Em cada sede municipal, a principal fonte de abastecimento público foi amostrada em local ainda sem qualquer tipo de tratamento sanitário. A água foi coletada em recipiente de polietileno (1 litro) previamente ambientalizado, ou seja, lavado várias vezes com a água a ser amostrada, tendo seu pH medido (papel de pH), sendo então amostrada por ampola descartável
sem agulha, de utilização única (também previamente ambientalizada e descartada ao final da amostragem do ponto). Ajusta-se a unidade filtrante de polipropileno (filtro millipore 0.47 mm) à ponta da seringa e adapta-se a unidade filtrante ao tubo para centrífuga com capacidade de 50 ml, onde a água filtrada é colocada. Pinga-se 10 gotas de ácido nítrico a 10%, fecha-se o tubo que é envolvido por uma fita isolante vermelha para a análise dos cátions. Repete-se o processo sem se pingar o ácido e envolve-se o tubo em fita isolante amarela para a análise dos ânions. As amostras foram identificadas com a mesma numeração, com as letras C e A no final, relativas às análises dos cátions e ânions. Foi preenchida uma ficha com dados do local, coordenadas, profundidade de captação, responsável pela perfuração e distribuição e aspectos fisiográficos relacionados às possíveis fontes de contaminação. Os dois tubos para centrífuga, com amostras para análises de cátions e ânions, são guardados juntos sob refrigeração, à temperatura aproximada de 4º C.
5.1.1.2 Amostragem de água de superfície
A amostragem da água de superfície ou de drenagem segue o mesmo padrão anterior, com algumas adaptações. A água é sempre captada na região com a maior velocidade de escoamento. Após a ambientalização do recipiente e a coleta das amostras, alguns parâmetros físico-químicos foram medidos com aparelho Multi Line PL4 (WTW), a saber: pH, condutividade, oxigênio dissolvido, salinidade e temperatura. Foram anotados ainda: a profundidade do local da amostragem, a profundidade média do perfil de drenagem, sua largura, a velocidade relativa do fluxo e a cor da água, bem como a existência de atividades agropecuárias, industriais ou domésticas nas proximidades. Nas regiões sob efeito de marés, a amostragem foi efetuada no pico da maré baixa, pretendendo-se deste modo amostrar a água doce proveniente da bacia de captação. As coordenadas locais são obtidas com GPS para posterior georeferenciamento.
A existência de acessos até o local a ser amostrado foi verificada através da interpretação de imagens de satélite CBERS-2, recentes e gratuitas, que mostram com atualidade o grau de ocupação da região, suas estradas de acesso e pontes.
Tanto o recipiente plástico de coleta da amostra bruta quanto todos os equipamentos utilizados para as medições dos parâmetros físico-químicos são lavados com água deionizada entre a amostragem de um ponto e outro.
5.1.1.3 Amostragem de sedimento de corrente
Foi amostrado de forma composta nas proximidades do local onde foi recolhida a água de superfície, nos barrancos laterais das curvas da drenagem onde há acúmulo de finos. Foi utilizada sempre uma mesma peneira de 20 # em aço inoxidável para retirada do material mais grosseiro, sendo feito o acondicionamento em sacos plásticos de pelo menos 1 Kg de material fino. Foram anotados os aspectos físicos da amostra (cor e distribuição granulométrica) e a profundidade média de coleta.
5.1.2 Preparação de amostras
5.1.2.1 Água de abastecimento público e água de superfície
Estas amostras já saem do campo praticamente preparadas, sendo enviadas diretamente ao LAMIN – Laboratório da CPRM no Rio de Janeiro, sempre sob refrigeração.
5.1.2.2 Sedimento de corrente
Estas amostras foram secas em temperatura ambiente, à sombra, desagregadas, peneiradas a 80#, quarteadas, sendo retirada uma alíquota de aproximadamente 80 g do material passante para análise. O restante do material quarteado foi arquivado.
5.1.3 Análises
As análises das amostras de sedimento de corrente foram feitas no Laboratório Acme em Goiânia, enquanto que as análises das amostras de águas de abastecimento e de superfície foram executadas no LAMIN – CPRM, conforme os limites de sensibilidade e métodos analíticos apresentados nas tabelas 4, 5 e 6, a seguir. A figura 7 demonstra os elementos analisados em cada tipo de material.
Tabela 4: Análises em amostras de sedimento de corrente
Elementos Limite de Detecção Método Analítico
Al, Ca, Fe, K, Mg, S 0,01%
Na, P, Ti 0,001%
Ag, Pb, V 2 ppm
B, Cr, Cu, Mn 1 ppm
Ba, La, Sr 0,5 ppm
Be, Ce, Co, Ga, Ge, Li, Ni, Rb,
Sc, Sn, Th, U, Zn, Zr 0,1 ppm
ICP OES Bi, Cs, Hf, In, Nb, Sb, Te, Tl 0,02 ppm
Cd, Y 0,01 ppm
Pd 10 ppb
Pt 2 ppb
Re 1 ppb
Au 0,2 ppb
As e Se 0,2 ppm Geração de Hidretos acoplado a ICP OES Hg 0,001 ppm Geração de Vapor de Mercúrio Acoplado a Espectroscopia de Absorção Atômica – CVAAS
Figura 7: Elementos analisados por tipo de material amostrado Fonte: Modificado de Lins (2003)
Tabela 5: Análises em amostras de água – Cátions
Elementos Limite de Detecção
(mg/L) Métodos
Al, Ca, Na, K 0,1 Cu, Mg, Sn, Si, W 0,01 Ba, B, Co, Fe, Ni 0,002 Be, Cd, Li, Sr, Zn, Mn 0,001 Mo, Pb, Sc 0,005
Cr,V 0,02 Ti 0,05
ICP OES
As e Se 0,001 Geração de Hidretos acoplado a ICP OES Tabela 6: Análises em amostras de água – Ânions
Compostos Limite de Detecção (µg.L-1) Método
Fluoreto 3,5 Cloreto 2,9 Nitrito 6,5 Brometo 7,8 Nitrato 7,8 Fosfato 20,2 Sulfato 8,2 Cromatografia
Obs.: os limites de detecção são os comumente praticados pelo LAMIN da CPRM no Rio de Janeiro
5.2 ASPECTOS BIOMÉDICOS
5.2.1 Indicadores de saúde
Os indicadores de saúde usados pelo DATASUS encontram-se caracterizados no encarte Matriz de Indicadores Básicos, parte integrante da publicação: “Indicadores básicos para a saúde no Brasil: conceitos e aplicações”, publicado pela Organização Pan-Americana da Saúde – RIPSA (2004).
Uma análise preliminar das informações disponíveis neste banco de dados mostrou que, alguns destes indicadores, poderiam estar vinculados a doenças, cuja origem pode estar fortemente ligada ao meio físico. Eles estão relacionados abaixo, separadamente pelos grupos Demográficos, de Mortalidade, de Morbidade e de Cobertura.
a) Indicadores Demográficos: A8 Mortalidade Proporcional por Idade, A9 Mortalidade proporcional por idade em menores de 1 ano, A10 taxa bruta de mortalidade e A15 índice de envelhecimento.
b) Indicadores de Mortalidade: C1 Taxa de mortalidade infantil, C2 taxa de mortalidade perinatal, C4 mortalidade proporcional por grupos de causas, C8 taxa de mortalidade por doenças do aparelho circulatório, C10 taxa de mortalidade por neoplasias malignas e C15 taxa de mortalidade por afecções originadas no período neonatal. c) Indicadores de Morbidade e Fatores de Risco: D5 taxa de incidência de neoplasias
malignas, D11 taxa de prevalência de doenças do aparelho circulatório, D12 índice CPO-D aos 12 anos, D13 proporção de internações hospitalares (SUS) por grupos de causas e D16 proporção de nascidos vivos de baixo peso ao nascer.
d) Indicadores de Cobertura: F3 Número de internações hospitalares (SUS) por habitante e F5 Proporção de internações hospitalares (SUS) por especialidade.
Estes indicadores estão disponíveis na Internet, mas contêm apenas informações anuais. O Anexo J apresenta uma destas listagens básicas montadas ano a ano, de 1998 a 2005, com a morbidade hospitalar por local de residência do paciente. Como são poucos casos para cada causa de morte, é necessário assumir a prevalência durante uma faixa de tempo para uma análise estatística mais apurada. Mesmo assim, tais ocorrências são relacionadas à população, às vezes com os fatores 100, 1000, 10.000 e 100.000, como, por exemplo, 15 casos por 100 mil habitantes.
5.2.2 Indicadores geográficos
O último censo do IBGE, bem como as projeções mais recentes de indicadores como: população total e por faixa etária, domicílios com rede d’água e saneamento também se encontram no banco de dados do DATASUS, sendo utilizados para se chegar a um total de população atingida por problemas detectados e auxiliar na definição de prioridades.
5.2.3 Conceitos de risco toxicológico
Na atual etapa dos trabalhos não poderão ser utilizados todos os conceitos de análise de risco sofrido pela população exposta a determinado elemento ou composto. Isto se deve aos inúmeros fatores envolvidos nesta determinação, como: a porção biodisponível do composto; as formas ou vias de contaminação; as formas e por quais materiais biológicos são absorvidos estes compostos; as taxas de absorção diferenciadas para cada material, para cada peso, massa ou idade; tornam o trabalho bastante detalhado e mais específico à área médica. Ocorrendo fatores indicativos, a seqüência natural do atual estudo é enveredar por este caminho. No entanto, a fórmula completa do cálculo da Dose Potencial (HACON et al., 2003; KORRE et al., 2002), foi parcialmente utilizada para o cálculo do que se passou a chamar de Teor de Exposição, que pode ser usado no atual trabalho. A fórmula completa é:
Dose Potencial = C x Ti x Ta x De (1) Pc
onde:
C = teor = concentração média no meio (mg/Kg) Ti = taxa de ingestão (mg/Kg)
Ta = Taxa de absorção (%) De = duração da exposição Pc = peso corpóreo
Para o cálculo completo da dose potencial, são necessárias medidas específicas de trabalhos biomédicos não disponíveis para este trabalho. Por exemplo, para o cálculo da taxa de ingestão diária (Ti) real entram fatores como a concentração do elemento no sangue, a constante de eliminação e o volume de sangue presente no corpo. Para a obtenção do peso médio corpóreo seria necessário pesar toda a população. No entanto, como temos os dados da concentração média no ambiente (C) e a duração da exposição (De), ao assumir dados teóricos sobre as taxa de absorção e de ingestão de cada elemento disponíveis na literatura, pode-se propor a Equação 2, usando apenas o produto de parte do membro superior da Equação 1.
O Teor de exposição (2) será o produto da concentração média no meio (seria o máximo teor biodisponível), pela taxa de ingestão (2 litros/dia para a água – não se considerando outras formas de absorção por contato dérmico ou inalação dos poluentes hídricos), pela duração da
exposição, aplicado à população atingida. Como os dados são interdependentes, é necessária uma interpretação conjunta do teor encontrado, aplicado à população servida durante o tempo total de exposição onde, nem sempre as regiões com maiores teores mostrarão o maior risco potencial.
Pode-se considerar que:
a) a concentração encontrada é a máxima concentração biodisponível possível;
b) uma ingestão diária média de 2 litros de água por dia, sugestão médica considerada ideal, talvez subestimada para a região equatorial amazônica;
c) não se considerar outras formas de contato dérmico ou inalação dos poluentes hídricos; d) não assumir uma taxa de absorção.
O teor de exposição seria então dado pela fórmula abaixo, aplicável à população total atingida.
Teor de Exposição = C x Ti x De (2)
onde:
C = teor = concentração média no meio (mg/Kg) Ti = taxa de ingestão (mg/Kg)
De = duração da exposição
5.3 MÉTODO DE INTERPRETAÇÃO DE RESULTADOS (GEOQUÍMICA E SAÚDE)
Foram coletadas 61 amostras de água de abastecimento e 74 pontos de drenagem foram amostrados para sedimento de corrente e água de superfície (Figura 8). Das 61 amostras de água de abastecimento, 17 estão dentro da área de trabalho e, as interpretações efetuadas por Macambira e Viglio (2006a), foram utilizadas integralmente para a aplicação do conceito do Teor de Exposição.
Já para as amostras de água de superfície e sedimento de corrente, foi utilizado o programa Statistica para a obtenção dos parâmetros estatísticos básicos. Para o desenho das curvas de isocontorno foram utilizados os programas Surfer e ArcView, sendo este último o programa utilizado para a geração dos mapas finais, que contam com interpretações parciais e atualizações feitas a partir de imagens de satélite CBERS-2 e Landsat. Para a interpretação final das curvas de isoteores e das ocorrências de eventos de saúde, foram utilizados conceitos básicos geoquímicos.
5.3.1 Tratamento estatístico
Os resultados analíticos das amostras de água de superfície e de sedimento de corrente foram tratados estatisticamente da seguinte forma:
- os dados brutos, como vieram do laboratório, foram inseridos em tabela Excel, sendo obtidos os parâmetros: número de amostras acima do limite de detecção, valor médio, mediana, valores mínimo e máximo e desvio padrão.
- foram retirados da tabela os elementos que tiveram todos os seus resultados abaixo do limite de detecção respectivo. Os demais tiveram os dados abaixo do limite de detecção substituídos por valor equivalente à metade deste limite. As unidades de análise com resultados em ppb ou %, foram homogeneizadas para ppm (sedimentos) ou mg/L (águas), para efeito de melhor comparação nas tabela-resumo.
Com o programa Statistica foram efetuados os seguintes estudos:
- análise de Cluster visando verificar existência de associações significativas.
- análise de componentes principais para o sedimento de corrente, visando reduzir a quantidade de parâmetros e tornar a interpretação mais eficaz.
- matriz de correlação e gráficos de dispersão dos principais pares sugeridos visando verificar associações geoquímicas significativas.
- histogramas de distribuição de todos os elementos tabelados.
- cálculo dos parâmetros clássicos de anomalia de 2ª ordem, definida pela somatória do valor médio mais uma vez o desvio padrão e anomalia de 1ª ordem, definida pela somatória mais duas vezes o desvio padrão.
- montagem de tabela principal, ordenada alfabeticamente pelo símbolo químico do elemento, contendo a quantidade de amostras existentes com valor acima do limite de detecção, o valor mínimo utilizado, o valor máximo obtido, o valor médio, o desvio padrão, as anomalias de 2ª e 1ª ordem e o valor máximo permitido pela legislação pertinente.
5.3.2 Mapas de isoteores
Existem, na literatura, três formas básicas de apresentação de resultados deste tipo: 1) a representação por microbacias (o mais clássico); 2) a representação por municípios e 3) representações pontuais com escalas de tamanho de símbolos ou cores. Estas três formas de
representação advêm de ineficientes formas de georeferenciamento dos resultados de pesquisas da área da Saúde, da não cobertura em malha regular da rede de amostragem e da escala e objetivos dos trabalhos. Quando todas as microbacias são amostradas, a representação por microbacias com teores enriquecidos ou empobrecidos em determinado elemento é clara e facilmente compreensível por profissionais de áreas diversas. Quando a rede municipal é extremamente densa e apertada, com inúmeros municípios de pequena extensão, a representação por área municipal, embora perca suas qualificações naturais, também se mostra de forma clara e compreensível. A representação por escala de símbolos ou cores apenas deve ser utilizada em trabalhos com um nível de amostragem extremamente rarefeito, onde não há possibilidade de correlação entre uma amostra e outra. É de difícil visualização e compreensão.
A área de trabalho, situada na região amazônica, tem como característica ser formada por municípios com áreas “amazônicas”, o que inviabiliza a representação “por área municipal”. Como o Projeto PGAGEM tem a limitação de bacias de captação de aproximadamente 100 Km², nem todas as microbacias foram amostradas, inviabilizando a representação “por microbacias”. O posicionamento das amostras não é regularmente espaçado, mas com os ajustes descritos a seguir, podem ser geradas curvas de isoteores dentro da grande bacia amostrada, sendo esta a forma principal de representação dos resultados escolhida para ser utilizada neste trabalho.
Os mapas foram gerados com o programa ArcView 3.2a seguindo-se a metodologia: transformação da shape de resultados analíticos em shape de 3 dimensões; geração automática das curvas de isocontorno pelo comando “surface”, utilizando o método IDW – vizinho mais próximo, com patamar inferior 0 e intervalos das curvas condizentes com os valores da população total do elemento considerado; aplicação das curvas resultantes dentro da área total das microbacias amostradas; aplicação de cores diferenciadas às curvas condizentes com os patamares de valor médio, anomalia de 2ª ordem e anomalia de 1ª ordem; delineação manual das curvas finais respeitando-se os limites de cada microbacia amostrada e, quando possível, a variação numérica sugerida pela curva de isocontorno gerada automaticamente pelo programa. Foi desenhada também a curva correspondente ao valor máximo permitido pela legislação para as águas amostradas.
5.3.3 Geologia Médica
Com relação à água de abastecimento, Macambira e Viglio (2006a e b) apresentaram uma avaliação com resultados ainda parciais para a região nordeste do Pará, mostrando concentrações preocupantes de alguns elementos, principalmente Pb e Al, com valores muito acima dos permitidos pela legislação do CONAMA/MS. Procurou-se aplicar o conceito de Teor de Exposição para as sedes municipais que demonstraram valores acima da legislação de elementos que podem ser nocivos à saúde humana e, propondo uma metolodologia para priorização de execução de trabalhos de detalhe em função do potencial de risco a que a população está sendo submetida.
Com relação às amostras de água de superfície e sedimento de corrente, as curvas geradas segundo a metodologia descrita no item anterior, irão propiciar a delimitação de áreas onde existe a exposição de todo o meio ambiente à concentrações excessivas destes elementos, o que pode restringir as formas de utilização do solo e definir trabalhos de detalhe de geologia médica junto à população residente.
Segue abaixo a descrição encontrada na literatura (MACAMBIRA; VIGLIO 2006a) sobre alguns dos efeitos tóxicos que podem ser causados à população relacionados aos elementos analisados.
Cátions
Alumínio - Al
O papel do Alumínio na fisiologia humana não é bem conhecido, e, embora tenha sido detectado nas células do cérebro de pacientes com mal de Alzheimer, ainda não se estabeleceu uma relação direta entre o elemento e a doença.
Bário - Ba
O Bário não é considerado um nutriente e na forma iônica é altamente nocivo à saúde podendo causar doenças como: aumento da pressão sangüínea, dificuldades respiratórias, mudanças no rítmo cardíaco, irritações no estômago, flacidez muscular e danos no coração, fígado, rins e outros órgãos.
Boro - B
As pesquisas ainda não estão definidas, entretanto, suspeita-se que o Boro seja um elemento essencial para uma perfeita saúde humana. Sua função principal seria na catálise das enzimas.
Cádmio - Cd
O Cádmio pode entrar na corrente sangüínea através da ingestão de água e de alimentos ou da respiração, sendo que este último mecanismo provoca uma maior absorção pelo organismo. Este elemento pode ser importante em quantidades extremamente reduzidas, atuando como estimulante do metabolismo. Entretanto, os compostos de Cádmio devem ser vistos como extremamente tóxicos, pois tem efeito cumulativo e provocam danos nos rins, são carcinogênicos e podem ser teratogênicos.
Cálcio - Ca
O Cálcio é um nutriente essencial para os organismos vivos. Trata-se de um constituinte dos ossos, músculos e tecidos e desempenha um papel importante na coagulação sangüínea. Geralmente se associa a osteoporose a uma deficiência de Ca no organismo humano.
Chumbo - Pb
De um modo geral o Chumbo é muito tóxico, apesar de ocorrer em baixas concentrações com um teor médio em águas fluviais de 3 ppb (LEVINSON 1974). Ele não é um elemento essencial à nutrição humana. É absorvido pelo organismo através da ingestão de alimentos e da água, e pela respiração e se acumula nos tecidos ricos em Cálcio, tais como nos ossos, rins e fígado. As crianças são as mais sensíveis à contaminação e, a acumulação do Chumbo em seus organismos, pode provocar distúrbios no aprendizado e danos irreversíveis no cérebro. Os maiores efeitos tóxicos são a anemia, disfunções neurológicas e renais. A maior parte do Chumbo ingerido, não é absorvida pelo organismo, entretanto, tem efeito cumulativo e pode ser carcinogênico e teratogênico.
Cobalto - Co
O Cobalto é um nutriente essencial para o organismo humano sendo fundamental na produção da vitamina B12, porém em elevadas concentrações ele é tóxico e cancerígeno.
Cobre - Cu
O Cobre é um micronutriente essencial para todos os organismos. Nas plantas tem funções vitais no metabolismo. Os animais podem absorver cerca de 50% do Cobre ingerido, o qual se acumula no fígado, cérebro e rins. Deficiências de Cobre são raras nos seres humanos, mas podem ocorrer nas carências alimentares infantis e nas desordens metabólicas de fundo genético.
Cromo - Cr
O Cromo é um nutriente essencial e possue várias valências, cada qual com diferentes efeitos sobre a saúde humana. O Cr+3 é integrante do metabolismo da glicose aumentando o
efeito da insulina e causa doenças no coração quando a sua ingestão é insuficiente. Já o Cr+4 é tóxico para o organismo, podendo alterar o material genético e causar câncer.
Estrôncio - Sr
O Estrôncio possui uma estrutura atômica semelhante a do Ca, e conseqüentemente apresenta uma função biológica no metabolismo humano similar a deste elemento. Ele é absorvido pelo corpo e armazenado nos ossos substituindo o Ca. No entanto os isótopos 89Sr e
90Sr atuam como uma fonte de radiação interna, podendo danificar a medula óssea e as células do
sangue em formação contribuindo para o aparecimento de câncer. Ferro - Fe
O Ferro é um elemento essencial nos processos fisiológicos dos seres vivos. Sua função no organismo humano se dá principalmente no transporte do oxigênio no sangue por intermédio da hemoglobina existente nos glóbulos vermelhos. O Ferro se concentra no fígado e no baço, e sua deficiência provoca anemia. As maiores necessidades de Ferro são constatadas em mulheres e crianças.
Lítio - Li
Aparentemente o Lítio não desempenha um papel importante nos processos biológicos. Medicamentos a base de carbonato de lítio são utilizados no tratamento de distúrbios maníaco-depressivos. Entretanto, alguns compostos de Li são levemente tóxicos, outros são carcinogênicos e outros teratogênicos.
Magnésio - Mg
O Magnésio é um elemento essencial para a vida animal, particularmente na ativação de algumas enzimas. Normalmente não é um elemento tóxico. A deficiência de Magnésio no corpo humano pode provocar diarréias, vômitos, hiperirritabilidade e uma ligeira calcificação dos tecidos. Em casos extremos, esta deficiência provoca tremores, desorientações ou mesmo convulsões que podem levar até a morte.
Manganês - Mn
O Manganês é um micronutriente essencial para todos os organismos. Os animais necessitam de Manganês para o desenvolvimento ósseo, a reprodução, a constituição de certas enzimas e o funcionamento do sistema nervoso central. Dentre os sintomas de deficiência de Manganês estão as anormalidades esqueletais, o crescimento mal proporcionado e dificuldades reprodutivas. Os compostos de Manganês geralmente não são tóxicos, entretanto devem ser tratados cautelosamente, pois existem evidências de serem carcinogênicos e teratogênicos.
Níquel - Ni
O Níquel é um elemento essencial para a vida de muitas espécies. De uma maneira geral, os alimentos contêm pequenas quantidades de níquel, entretanto o chocolate é conhecido por apresentar um alto conteúdo. Os compostos de níquel são tóxicos e alguns são carcinogênicos e teratogênicos. Os fumantes, através de seus pulmões, apresentam um alto grau de exposição aos compostos de níquel oriundo das folhas de tabaco.
Potássio - K
Os compostos de Potássio são essenciais para os processos vitais, particularmente nos fluídos intercelulares. É um macronutriente não tóxico, que ativa as reações enzimáticas, participa nas funções musculares e é essencial para o sistema nervoso e funções cardíacas.
Sódio - Na
O Sódio é um elemento vital, visto a sua importância na regularização do equilíbrio das soluções celulares e nas funções nervosas. Os sais de Sódio não são tóxicos e, embora relativamente inofensivos, em excesso podem causar hipertensão.
